Технологического процесса

На первом этапе создания или коренной реконструкции любого про­изводства разрабатывают технологическую схему процесса в виде опреде­ленной последовательности проведения отдельных операций или стадий. В техническом проекте, подготовленном для строительства производствен­ной установки, линии или агрегата, в составе рабочих чертежей (как было показано выше) имеется монтажно-технологическая схема процесса, или просто технологическая схема процесса, а в расчетно-пояснительной за­писке к технологической части проекта приводится ее описание.

Одновременно с получением технического задания на разработку проекта производства отраслевой научно-исследовательский институт приступает к разработке технологического регламента производства, в со­ставе которого также имеется технологическая схема процесса и ее под­робное описание. Обе схемы, имея определенные различия, абсолютно идентичны в отражении вопросов технологии. На начальном этапе экс­плуатации производства (в период его освоения) в технологический регла­мент и в его технологическую схему часто вносятся определенные допол­нения и изменения, согласованные с головными научно-исследовательской и проектно-конструкторской организациями и направленные на совершен­ствование производства или его расширение. Изменения вносятся и в связи с изменениями свойств сырья, требований, предъявляемых к готовой про­дукции, конструкции технологического оборудования и с другими подоб­ными обстоятельствами.

При изучении проектной или производственной технологической до­кументации может встретиться термин «технологический блок». На этапе проектирования производственного процесса для снижения опасности при его эксплуатации, а также для обеспечения безопасного отключения обо­рудования при возникновении аварийной ситуации, взрыва или пожара производят секционирование установок (линий, агрегатов и пр.). Секцио­нирование, т.е. рациональное разделение установки на отдельные техноло­гические блоки, способствует всестороннему детальному анализу взрыво - опасности входящих в их состав аппаратов, машин, агрегатов и протекаю­щих в них процессов с использованием критерия взрывоопасности - обще­го энергетического потенциала взрывоопасности. (Под общим энергетиче­ским потенциалом взрывоопасности технологического объекта, стадии, блока понимают сумму энергий адиабатического расширения парогазовой фазы, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергии при аварийной разгерметизации технологической системы.)

Выбор и обоснование рациональных решений по секционированию технологических систем является весьма сложной инженерной задачей, удачное решение которой позволяет значительно снизить потенциальную опасность объекта без крупных капитальных вложений.

Работник пожарной охраны должен понимать сущность технологии, так как это необходимо для выполнения анализа взрывопожарной опасно­сти производственного процесса и разработки профилактических меро­приятий и систем противопожарной защиты, в том числе и для расчетного определения категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. Естественно, что имеющиеся в производственном процессе и нашедшие отражение в монтажно-технологической схеме нюансы технологии могут затруднить и осложнить изуче­ние технологического процесса. В связи с этим часто возникает необходи­мость в разработке принципиальной схемы процесса, где была бы изложе­на только основная, главная идея технологии, не скрытая чрезмерными подробностями, но учитывающая специфику данного производства.

В специальной и учебной литературе можно найти принципиальные схемы многих технологических процессов (производств аммиака, мочеви­ны, лакокрасочных материалов, кислот, бумаги, водорода, переработки нефти и нефтепродуктов и пр. и пр.), которые, к сожалению, можно ис­пользовать только для первоначального ознакомления с производством, т.к. они не отражают специфику технологического процесса на конкретном предприятии.

Имея под руками расчетно-пояснительную записку к технологической части проекта или технологический регламент производства с технологи­ческими схемами, нетрудно разработать принципиальную схему процесса для дальнейшего использования и при анализе пожарной опасности про­цесса, и при разработке пожарно-профилактических мероприятий, и при разработке карты пожарной опасности и защиты технологического про­цесса, и при разработке пожарно-технического паспорта производства, и при разработке оперативного плана пожаротушения.

Создавая принципиальную технологическую схему производственно­го процесса, руководствуются следующими положениями.

1. При наличии на производстве двух, трех и более идентичных тех­нологических ниток (установок, агрегатов, потоков, систем и т.д.) на принципиальной схеме отображают только одну нитку (рис. 8.1).

2. При последовательном проведении нескольких однотипных опера­ций на принципиальной схеме отображают только одну из них (рис. 8.2).

3. При наличии в производственном процессе двух или более парал­лельно или последовательно работающих однотипных аппаратов на прин­ципиальной схеме отображают один аппарат (рис. 8.3 и 8.4).

4. При разработке принципиальной схемы из нее исключают резервное оборудование как параллельно работающее (см. рис. 8.3).

5. На принципиальной схеме не отображают контрольно-измери­тельные приборы и автоматизированные системы управления процессом (системы КИПиА).

6. При разработке принципиальной схемы из нее исключают, по воз­можности, арматуру (запорную, регулирующую и предохранительную), а также обвязку аппаратов дополнительными трубопроводами (обратными, спускными, обводными и другими линиями) (рис. 8.5).

7. В принципиальную схему не включают аппараты и блоки из производственной схемы, в которых отсутствуют горючие или окисляющие ве­щества и материалы (рис. 8.6).

8. На принципиальной схеме не отображают системы, устройства или иные объекты, направленные на обеспечение взрывопожарной безопасно­сти производства в целом и технологического процесса в частности (сис­темы флегматизации среды и аварийной эвакуации продуктов, взрывные мембранные устройства и предохранительные клапаны, устройства взрывоподавления и пожаротушения и другие).

В то же время принципиальная технологическая схема не должна ис­кажать существенные особенности производственного процесса: непре­рывность или периодичность работы аппаратов и машин, отдельных опе­раций и процесса в целом, способ обеспечения движения потоков (самоте­ком или под напором), тип аппаратуры (герметичное, «дышащее», откры­тое) и его размещение относительно друг друга и т.д. Желательно, чтобы отображение основного оборудования на схеме соответствовало (хотя бы приближенно) контурам реально существующих аппаратов и машин на производстве или общепринятым стандартным обозначениям.

На принципиальной технологической схеме необходимо указать:

- основное технологическое оборудование;

- последовательность проведения технологических операций или на­правление движения материальных потоков, а также наименование сырья, готовой продукции или полуфабрикатов с указанием мест их ввода и вы­вода;

- технологические параметры процессов (температуру, давление, кон­центрацию, расход (или объемную скорость), катализатор, напряжение, величину тока или другие показатели);

- основные характеристики аппаратов, машин или агрегатов (объем, высоту, диаметр, длину, частоту вращения рабочего органа или другие ха­рактеристики) и их действительное количество;

- места ввода в производственный процесс (или в оборудование) и вы­вода из него вспомогательных веществ и материалов, отходов производст­ва и т.д. и их наименование.

Для того, чтобы принципиальную схему можно было использовать наравне с монтажно-технологической или производственной технологической схемами, принято сохранять на ней обозначения позиций аппаратов, машин, агрегатов, линий, потоков и т.п. такими же, какими они приняты на монтажно-технологической или производственной схемах. На примерах показано, как обеспечить сохранение обозначений позиций аппаратов на принципиальной схеме. Так, если на производственной (или на монтажно-технологической) схеме имеется несколько идентичных технологических линий, например, три линии, обозначенные соответственно «Линия 1», «Линия 2» и «Линия 3». то на принципиальной схеме изображенную ли­нию обозначают «Линии 1-3» (см. рис. 8.1). Аналогично поступают с обо­значениями параллельно и последовательно работающих аппаратов: на принципиальной схеме двухсекционный теплообменник (т.е. теплообмен­ник, состоящий из двух независимых одинаковых частей - секций) обозна­чают Т-201/1-2 (см. рис. 8.3), а на упрощенной схеме каскада экстракторы с насосами первого, второго и третьего уровней (Э-1, Э-2, Э-3, Н-1, Н-2 и Н-3) обозначают соответственно Э-1-3 и Н-1-3 (см. рис. 8.4).

Одним из вариантов графического представления производственного процесса является его блок-схема, которая показывает последовательность проведения основных операций, этапов, стадий технологического процес­са. Блок-схему сложного химико-технологического процесса разрабаты­вают на основании имеющейся в пояснительной записке или регламенте технологической схемы и ее описания. Для достаточно простого техноло­гического процесса (например, механического или гидромеханического профиля) блок-схему можно составить непосредственно на самом произ­водственном объекте, пройдя вместе со специалистом-технологом по всей технологической цепочке. Блок-схема обычно бывает полезна на первом этапе изучения технологии. Ее целесообразно разрабатывать для выявле­ния основных производственных участков и типовых технологических процессов. Блок-схема проста и наглядна, но не дает полного представле­ния о многих существенных и необходимых для выполнения анализа по­жарной опасности технологического процесса характеристиках.

На рис. 8.1 приведены варианты блок-схем одного и того же произ­водственного процесса. Из рис. 8.1, а видно, что на четырех последова­тельно расположенных участках изделия окрашивают, сушат, еще раз ок­рашивают и снова сушат. На упрощенной блок-схеме (рис. 8.2, б) показана только одна операция окраски с последующей сушкой изделий. Поэтому к этой схеме необходимо дать пояснения о том, что окраска производится в два слоя с последующей послойной сушкой. В противном случае может создаться впечатление об окраске изделий только одним слоем.

Рассмотрим производственную технологическую схему предприятия нефтепродуктообеспечения, принципиальную схему и блок-схему того же объекта (рис. 8.7-8.9).

На производственной схеме распределительной нефтебазы (рис. 8.7) приведены все основные и вспомогательные аппараты, колодцы, узлы за­движек, отводы и другое оборудование, а также показана трассировка всех технологических трубопроводов. На схеме видно, откуда и куда направля­ются нефтепродукты, общее количество резервуаров, сливных и наливных стояков, насосов и даже показаны некоторые особенности конструктивно­го устройства оборудования и их размеры (смотровые люки на резервуа­рах, условные диаметры трубопроводов и т.д.). Чтение такой схемы за­труднено из-за большого количества однотипных аппаратов и несущест­венных деталей, заслоняющих основную идею: назначение, устройство и принцип работы объекта.

На схеме (рис. 8.8) показаны все принципиально значимые и отличи­тельные признаки технологического процесса нефтебазы: устройство сис­тем слива-налива нефтепродуктов, тип резервуаров, особенности обвязки оборудования трубопроводами. Из этой схемы видно, что нефтепродукт поступает на нефтебазу по железной дороге, сливается из железнодорож­ных цистерн 2 спомощью приборов для нижнего 3 или верхнего 3 слива в коллектор 4, откуда откачивается насосом 5 и направляется на наливную автомобильную эстакаду 9, оборудованную прибором для верхнего налива автомобильных цистерн 8, или на хранение в горизонтальный резервуар 7. Обвязка насоса 5 трубопроводами позволяет использовать его для выдачи нефтепродукта потребителю непосредственно из резервуара. (Вследствие того, что на производственной технологической схеме отсутствует нуме­рация всего технологического оборудования, на принципиальной схеме произведена его независимая нумерация.)

Блок-схема рассматриваемой нефтебазы приведена на рис. 8.9. Такая схема дает только общее представление о технологии производственного процесса на нефтебазе. В то же время из нее отчетливо видно, что техноло­гический процесс данной нефтебазы включает в себя четыре основные стадии, каждая из которых реализуется в самостоятельном технологи­ческом оборудовании на отдельных производственных участках.

В связи с тем, что на принципиальной схеме процесса (рис. 8.8), и тем более на блок-схеме (рис. 8.9), невозможно в полном объеме отразить све­дения, характеризующие технологические устройства и аппараты (типы, количество, габариты, режимы работы), а также сведения о видах, свойст­вах и количестве находящихся в аппаратах веществ и материалов, то этот информационный пробел восполняют, помещая на чертеже или в поясни­тельной записке сводные таблицы (экспликации, технические характери­стики и т.п.) с необходимыми данными.

Ни одна из рассмотренных схем (ни производственная, ни принципи­альная, ни блок-схема) не дает представления о размещении производств на предприятии и технологического оборудования, о планировке террито­рии, о наличии соседних объектов и некоторых других данных, необходи­мых для анализа причин возникновения пожара и путей его развития. По­этому необходим второй источник информации о производстве - его ре­альное размещение.